CC BY
55
УДК617.711-089.844
Шангина О.Р., Гайнутдинова Р.Д., Мусина Л.А., Муслимов С.А., Булгакова Л.А.
ФГУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» г. Уфа E-mail: [email protected]
ИМПЛАНТАЦИЯ АЛЛОТРАНСПЛАНТАТОВ, МОДЕЛИРОВАННЫХ РАЗНЫМИ СПОСОБАМИ НА КОНЪЮНКТИВУ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА
Проведено морфологическое исследование аллотрансплантатов, моделированных разными способами и имплантированных на конъюнктиву глазного яблока кроликов (21 животное). Установлено, что процессы замещения биоматериалов на всех сроках эксперимента протекают идентично.
Ключевые слова: имплантация, аллотрансплантаты, конъюнктива, глазное яблоко.
Актуальность. Современный уровень развития восстановительной хирургии невозможно представить без реконструктивных хирургических вмешательств в сочетании с использованием соединительнотканных аллотрансплантатов. Успех любой пластической операции с использованием трансплантатов в значительной степени определяется качеством последних, которое, в свою очередь, зависит от совокупности стадий технологического процесса их изготовления. Одним из этапов процесса изготовления трансплантатов является моделирование формы трансплантата. В лаборатории консервации ткани Всероссийского центра глазной и пластической хирургии этот этап осуществляется с использованием лазерной установки, где лазерный луч выполняет роль скальпеля и позволяет вырезать из донорской ткани трансплантаты заданной формы, которые в дальнейшем используются в микрохирургических операциях. Особо важным является то, что данная технология дает возможность моделировать донорские ткани без существенных повреждений их структуры.
Цель исследования - сравнить динамику процессов замещения аллотрансплантатов, моделированных лазерным лучом и трепаном и имплантированных на конъюнктиву глазного яблока.
Материалы и методы. Экспериментальные исследования по имплантации соединительнотканных трансплантатов, смоделированных при помощи лазерного излучения, проводили на 21 кролике породы «Шиншилла» обоего пола массой от 1,5-2 кг. Животных содержали в виварии, оборудованном согласно требованиям «Санитарных правил по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» за № 1045-73. Иссле-
дования осуществляли в соответствии с правилами проведения работ и использования экспериментальных животных (Приложение к Приказу МЗ СССР № 775 от 12.08.77) и «Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» от 18 марта 1986 г.
Животные оперировались под кетамино-вым наркозом (в отдельный шприц: кетамин 2 мл (внутримышечно) + дроперидол 1 мл (внутримышечно). Техника операции заключалась в следующем: в верхнем секторе глазного яблока трепаном иссекался участок конъюнктивы диаметром 10 мм. Аллотрансплантат фиброзной капсулы почки (диаметром 10 мм) для экспериментальной группы моделировался при помощи комплекса лазерного моделирования. Данный комплекс предназначен для использования в медицине с целью автоматизации процесса изготовления различных трансплантатов, и включает в себя операционный СО2 -лазер, координатно-управляемый стол, препарационный стол для размещения заготовок, телевизионную систему регистрации процесса резки, ПЭВМ с программой управления работой комплекса. Аллотрансплантат для контрольной группы вырезали вручную трепаном. Затем трансплантат укладывался на оголенную поверхность склеры. Фиксация производилась узловатыми швами, которые проводились через конъюнктиву, эписклеру и трансплантат. В качестве шовного материала использовался викрил №8. При этом добивались того, чтобы трансплантат ровно облегал поверхность глазного яблока и находился в несколько натянутом состоянии.
Трансплантаты с окружающими тканями конъюнктивы глазного яблока изучали гистологическими и электронно-микроскопическими методами в различные сроки после операции (7, 14, 21, 30, 60, 180).
Для гистологических исследований материал фиксировали в 10% нейтральном формалине и заливали в парафин по общепринятым стандартным методикам. Срезы готовили на микротоме фирмы LEICA и окрашивали гематоксилином и эозином и по методу Ван Гизона. Для электронной микроскопии материал фиксировали в 2% глютаровом альдегиде в фосфатном буфере Миллонига (рН 7,2-7,4). Постфиксиро-вали в 2% осмиевом фиксаторе на том же буфере. После обезвоживания в спирте заливали в эпон-812. Полутонкие срезы окрашивали 1% р-ром толуидинового синего на 2,5% р-ре безводной соды. Ультратонкие срезы контрастировали цитратом свинца по Рейнольдсу. Микроскопические исследования проводили с использованием светового микроскопа LSM 5 PASCAL фирмы «CARL ZEISS» (Германия) и электронного мик-роскопа^о1-100ХВ (Япония).
Результаты и их обсуждение. Гистологическое и электронно-микроскопическое исследование трансплантатов с окружающими тканями конъюнктивы глазного яблока кроликов показали, что динамика замещения биоматериалов в обеих опытных группах по морфологической картине на всех сроках эксперимента была примерно одинаковой. В начальные сроки после операции трансплантаты в периферических участках выглядели несколько гомогенными вследствие слабого набухания коллагеновых волокон. Со стороны неповрежденного эпителия конъюнктивы на аллотрансплантат тонкой полосой наползал регенерирующий плоский эпителий. В отдельных участках он однослойный, в других имеет два и более слоя. Новообразованная ткань заполняет отдельные промежутки между коллагеновыми волокнами трансплантата и относительно узкой полосой окружает трансплантат. В поверхностные слои замещающегося трансплантата от сосудов окружающей ткани конъюнктивы врастают новообразованные тонкостенные капилляры. Электронно-микроскопически было выявлено, что грануляционная ткань врастает в основном в участки трансплантата, которые лизируются и резорбируются макрофагами. Ультраструктурно выявлены признаки повышенной функциональной активности макрофагов в виде увеличения в цитоплазме лизосом, увеличения количества их отростков и резорбции лизирован-ных волокон биоматериала. Определяются также клетки фибробластического ряда разной сте-
пени зрелости, среди которых достаточно много активных клеток с большим количеством каналов гранулярного эндоплазматического ре-тикулума в цитоплазме, что свидетельствует о повышении синтеза коллагена в клетке. Вдоль клеточной плазмалеммы выявлены тонкие новообразованные коллагеновые фибриллы, которые в дальнейшем складывались в волокна.
Через 14 суток площадь замещения трансплантатов заметно увеличивалась. Основными клетками, инфильтрирующими трансплантат, остались фагоцитирующие макрофаги и клетки фибробластического дифферона. На ультра-структурном уровне определились макрофа-гально-фибробластические контакты, свидетельствующие о межклеточных взаимодействиях, характерных для регенерации соединительной ткани. Признаки воспалительных реакций в виде инфильтрации нейтрофильными лейкоцитами или лимфоцитами и плазматическими клетками в зоне имплантации и в самом трансплантате отсутствуют. Наблюдается рост новообразованных сосудов в регенерат, за счет чего происходит его васкуляризация.
На 21-е сутки большая часть трансплантата замещается регенератом, который представляет собой более плотную по структуре, чем окружающие ткани, хорошо васкуляризирован-ную соединительную ткань. Границы между формирующимся регенератом и окружающей его тканью реципиента четко не просматриваются, и в конъюнктиве глазного яблока прооперированных кроликов регенерат с окружающими тканями создает единый тканевой комплекс. Новообразованная ткань снаружи покрыта многослойным плоским неороговевающим эпителием, который имеет типичную структуру, не отличающуюся от нормы. В составе эпителия преобладают мелкие клетки цилиндрической или кубической формы с небольшим ободком цитоплазмы и гиперхромными ядрами. Базальные клетки содержат большие электроноплотные ядра, окруженные светлым перинуклеар-ным пространством, свободным от органелл. В цитоплазме встречаются редкие митохондрии, единичные каналы гранулярного эндоп-лазматического ретикулума и, иногда, пластинчатый комплекс Гольджи. Базальная часть клеток прикрепляется к волнообразной базальной пластинке при помощи полудесмосом. В своем составе эпителиальный пласт содержит некоторое количество бокаловидных клеток, которые, как известно, в норме секретируют муцин.
Через 30 суток в оперированной зоне конъюнктивы глазного яблока кроликов обеих опытных групп выявлены все признаки полного замещения пересаженных трансплантатов и полного созревания или дифференциации новообразованной соединительной ткани. Имплантированный биоматериал в обеих опытных группах без признаков воспалительных процессов полностью резорбировался макрофагами и замещен регенератом, представленным зрелой соединительной тканью. Пучки коллагеновых волокон расположены немного плотнее, чем в обычной конъюнктиве, но при этом новообразованная ткань пронизана большим количеством тонкостенных сосудов. На ультраструк-турном уровне пучки коллагеновых волокон рыхло расположены в разных направлениях.
На 60-180-е сутки эксперимента в зоне трансплантации под эпителием определяется рыхлая васкуляризированная соединительная ткань, близкая по структуре к ткани конъюнктивы глазного яблока. Зона плотного соединительнотканного регенерата на месте заместившихся трансплантатов, характерная для предыдущих сроков, уменьшилась по ширине. Только непосредственно под эпителием пучки коллагеновых волокон располагаются несколько плотнее, чем со стороны эписклеральной зоны. Конъюнктива глазного яблока покрыта многослойным плоским неороговевающим эпителием и рыхло соединяется с эписклеральной тканью. Эпителиальный пласт содержит в значительном количестве муцинсекретирующие бокаловидные клетки.
Полученные нами результаты исследований свидетельствуют о том, что пересаженные на конъюнктиву глаза кролика трансплантаты, вне зависимости от способа их моделирования, постепенно в течение месяца резорбируют-
ся макрофагами и замещаются соединительнотканным регенератом. Но на тот момент пучки коллагеновых волокон в регенерате располагаются гораздо плотнее, чем в соединительнотканной пластинке конъюнктивы в норме. Через два месяца структура регенерата уже полностью соответствует окружающей ткани конъюнктивы. Вероятно, именно в течение второго месяца в соответствии с условиями статической и динамической функциональной нагрузки, падающей на новообразованную ткань в составе конъюнктивы глазного яблока, завершается цикл ее ремоделирования или созревания.
Выявленная схема процесса замещения трансплантата новообразованной тканью полностью укладывается в рамки уже изученного механизма действия аллогенных биоматериалов. Установлено, что процесс постепенной резорбции аллогенного биоматериала макрофагами и стимуляция последних продуктами деструкции биоматериала усиливает их влияние на структуру формирующейся ткани на месте трансплантата и индуцирует полноценную регенерацию тканей с формированием в ней всех составных элементов.
Заключение. Таким образом, полученные результаты экспериментального исследования показывают, что лазерное моделирование трансплантатов для пластики конъюнктивы глазного яблока позволяет максимально сохранить структуру биоматериала и не оказывает какого-либо отрицательного влияния на процессы замещения и регенерации ткани. Имплантация биоматериалов в обоих случаях способствует стимуляции регенерации структурных элементов конъюнктивы глаза, что приводит к полноценному заживлению созданных в ней дефектов.
Список использованной литературы:
1. Канюков, В.Н. Аллотраснплантация аортой в пластической офтальмохирургии /В.Н. Конюков, А.А. Стадников, О.М.Т-рубина. - М.: Медицина, 2001. -128с.
2. Мулдашев Э.Р. Теоретические и прикладные аспекты создания аллотрансплантантов серии «Аллоплант» для пластической хирургии лица: авторефер. дис. ... д-ра мед. наук // СПб., 1994. - 40 с.
3. Муслимов С.А. Морфологические аспекты регенеративной хирургии // Уфа: Башкортостан, 2000. - 168 с.
4. Мусина Л.А. Функциональная морфология макрофагов при регенерации тканей, индуцированной аллогенными биоматериалами: авторефер.дис....д-ра биол.наук // Саранск, 2007. - 49с.
5. Нигматуллин, Р.Т. Морфологические аспекты пересадки соединительнотканных трансплантатов: автореф. дис. .д-ра мед.наук. - Новосибирск, 1996. - 40 с.
6. Терентьев, П.В. Кролик /П.В. Терентьев, В.Б. Дубинин, Г.А. Новиков. - М.: Совет.наука, 1956. - 362 с.
7. Шумаков, В.И. Трансплантация органов и тканей - настоящее и будущее /В.И. Шумаков. //Реконструктивная и трансплантационная хирургия: сб.науч.тр. - Ростов н/Д., 2000. - С. 163-166.
8. Grover, R. Laser technology /R. Grover. //BMJ. - 1998. - Vol. 317. - P. 397-400.
